Комплексный подход к сбору, подготовке и транспортированию газа в районах Крайнего Севера (Обзорная информация), страница 22

Для этой цели воспользуемся известным критерием Кутателадзе-Рам-зина, определяющим минимальную скорость газового потока W , при ко­торой происходит срыв пленки с внутренней поверхности труб.

г-*²-7»                       ^(зл)

где би V - коэффициенты поверхностного натяжения и кинематической вязкости жидкости соответственно;

^ж(/>г)~ плотность жидкости (газа) в рабочих условиях; а - ускорение свободного падения,  д = 9,81 м/с². Щз. рабочих условий ямбургских газопроводов минимально необходи­мая скорость W   должна быа» бы составлять 8-10 м/с, в то время как фактические максимальные скорости газовых потоков в этих газопроводах составляют 5,5-7,5 м/с. Ясно, что условия срыва пленки жидкости    со стенок труб в ямбургских газопроводах не выполняются по всей длине

42

перегона Ямбургская КС-Ныдинская КС, и поэтому процесс накопления жидкой фазы в них происходит более интенсивно. При этом уменьшается доля жидкости, движущейся в турбулентном газовом ядре в виде  мелко­распыленных капель. Поскольку столь невысокая скорость газовых пото­ков является следствием выбора нестандартного шага между КС на этом участке, то очевидно, что этот выбор межстанпжоиного расстояния при­водит к негативным последствиям чисто гидравлического характера   и предъявляет дополнительные требования к работе промысловых установок, в первую очередь, по части уноса жидкости в газопровод.

Для объяснения низкой эффективности работы газопроводов рассмот­рим их расчетную характеристику.

Прежде всего оценим состояние внутренней поверхности труб,  жх шероховатость после нескольких лет их эксплуатации. Для этого    вос­пользуемся нормативной зависимостью для интегрального значения коэф­фициента гидравлического сопротивления (01Ш1 5I-I-85. Магистральные трубопроводы)

*=1,05^ ,(3.2)

где Е - нормативное значенье гидравлической эффективности, принима­емое равным 0,95 для газопроводов с устройствами для их пе­риодической очистки.'

Расчетное значение коэффициента гидравлического сопротивления Лр задается формулой ВНИИгаза

где  Re_r  - число Рейнольдса для .потока газа;

И- эквивалентная шероховатость поверхности труб; dg  - внутренний диаметр труб.

Поскольку значения К , определяемые по формуле (3.3), оказывают­ся завышенннми, в настоящей работе для оценки шероховатости труб ис­пользовалась более точная формула Коулбрука, в которой Лсодержится в неявной форме

Расчет по формулам (3.2) и (3.4) с использованием диспетчерских Данных о максимальных значениях гидравлической эффективности газопро­водов при транспортировке сухого газа (93-96/?) позволяет оценить  ин­тегральное значение шероховатости поверхности труб рассматриваемых

43

газопроводов на уровне 40-55 мкм. При проведении последующа, гвдрав -лических расчетов авторами предполагалось, что эквивалентная шерохо­ватость газопроводов составляет 50 мвм.

Рассмотрим вопрос о тчптярта наличия жидкой фазы в газе на рост гидравлических потерь в линейной части газопроводов. Определим коли­чество жидкости в системе, которое могло бы снизить гидравлическую эффективность работы газопроводов до 0,65-0,7.

Ранее при провеженш подобных расчетов использовался разработан­ный во ВНИИгазе "Программный комплекс "Шлейф" для расчета гидравличе­ских и тепловых режимов транспортировки углеводородного сырья в двух­фазном состоянии" (Гос.* 5087000II86 в Госфап. М., 1987).

Гидравлические расчеты режимов транспортировки сырого газа при значениях объемного расходного газосодержания на уровне 0,99-0,995 показали, что рассчитанные с помощью комплекса "Шлейф" гидравлические потери аномально велики. Так, при моделировании транспортировки    по горизонтальному газопроводу сырого газа, содержащего жидкости 10 т/и³, рассчитанные по первоначальной версии "Шлейфа" потери давления более чем в два раза превышают соответствующие потери по сухому газу,   что находится в противоречии с лабораторными данными. Это обстоятельство потребовало пересмотреть гидравлическую часть комплекса программ "Шлейф" (см. блок-схему комплекса на рис.2.1) для нахождения адекват­ных зависимостей для величин истинного газосодержания и приведенного коэффициента гидравлического сопротивления при величинах объемного расходного газосодержания, близких к I.